用于去除变化场景的红外图像中的余辉的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种用于由图像处理设备从由红外成像捕获设备捕获的图像序列的图像(f

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于去除变化场景的红外图像中的余辉的方法和设备
[0001]本专利申请要求于2019年4月30日提交的法国专利申请和转让申请号FR1904565的优先权，其内容通过引用结合于此。


[0002]本公开总体上涉及红外成像领域，并且特别地涉及用于从红外图像中去除余辉(remanence)的方法和设备。

技术介绍

[0003]微测辐射热计是一种用于捕获图像场景的热图像的非制冷红外(IR)相机。这种IR相机通常包括形成像素阵列的IR敏感检测器的布置。像素阵列的每个像素将像素处的所测量的温度转换成相对应的电信号(通常是电压)，该电信号又由ADC(模数转换器)转换成数字输出信号。
[0004]微测辐射热计的每个像素包括悬挂在衬底上的膜。该膜包括吸收层，该吸收层从撞击像素的IR光吸收能量，导致其温度作为IR光的强度的函数而升高。该膜例如还包括热层，该热层具有其电阻因这个温度升高而改变的性质，并且因此可以通过检测与吸收层热链接的这个热层的电阻方面的变化来读取像素。
[0005]非冷却IR传感器(诸如微测辐射热计)可能受到称为余辉的成像伪像的影响，该余辉在由像素阵列接收到高温通量时出现。例如，这种高温通量可能是由太阳或另一强热源引起的，并导致相关像素的电阻率的改变。像素温度下降后，这些像素的电阻恢复到正常水平花费时间，从而导致图像质量的劣化，这可能持续几分钟或高达几天，这取决于通量水平。
[0006]在相机具有机械快门的情况下，用于去除余辉伪影的算法相对简单。然而，从由非冷却无快门IR传感器捕获的图像中去除余辉伪影中存在技术困难。

技术实现思路

[0007]本公开的实施例的目的是至少部分解决现有技术中的一个或多个困难。
[0008]根据一个方面，提供了一种通过图像处理设备从由红外成像设备捕获的图像序列中的图像中去除余辉伪影的方法，该方法包括：修复图像中的余辉区域以生成经修复的图像；基于经修复的图像为图像中的至少一些像素生成余辉度量；以及基于至少一些像素中的每一个的余辉估计，从图像的至少一些像素中去除余辉伪影，每个余辉估计基于序列中的多个图像的余辉度量生成。
[0009]根据一个实施例，余辉估计是平均余辉估计。例如，平均余辉估计对应于对至少一些像素中的每一个的瞬时平均余辉的估计。
[0010]根据一个实施例，为图像中的至少一些像素生成余辉度量包括从图像的至少一些像素的每个像素值中减去经修复的图像中相对应的像素的像素值。
[0011]根据一个实施例，该方法还包括检测图像中的余辉区域。
[0012]根据一个实施例，余辉区域包括少于图像的75％的像素。
[0013]根据一个实施例，该方法还包括通过以下计算至少一些像素中的每一个的余辉估计：计算序列中的图像和至少一个先前图像的余辉度量的移动平均值。
[0014]根据一个实施例，移动平均值基于序列中的m个图像的滑动窗口，m等于20和150之间。
[0015]根据一个实施例，该方法还包括通过应用Kalman滤波来计算至少一些像素中的每一个的余辉估计。
[0016]根据一个实施例，通过应用Kalman滤波计算余辉估计包括：基于至少一些像素中的每一个的先前的经校正的余辉估计和基于余辉的指数衰减的模型，先验地估计图像的至少一些像素中的每一个的余辉；以及对于图像的至少一些像素中的每一个，基于相对应的余辉度量来校正经估计的余辉，以获得后验估计。
[0017]根据一个实施例，该方法还包括在从图像中去除余辉伪影之前，检测图像的序列对应于变化的场景。
[0018]根据另外的方面，提供了一种存储计算机指令的非暂时性存储介质，这些计算机指令当由图像处理设备的处理器执行时，使得上述方法被实施。
[0019]根据另外的方面，提供了一种图像处理设备，包括：至少一个存储器，该至少一个存储器存储由红外成像设备捕获的图像序列中的图像和该序列中的至少一个先前图像的一个或多个余辉度量；以及一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为通过以下从图像中去除余辉伪像：修复图像中的余辉区域以生成经修复的图像；基于经修复的图像为图像中的至少一些像素生成余辉度量；以及基于至少一些像素中的每一个的余辉估计，从图像的至少一些像素中去除余辉伪影，每个余辉估计基于序列中的多个图像的余辉度量生成。
[0020]根据一个实施例，余辉估计是平均余辉估计。例如，平均余辉估计对应于对至少一些像素中的每一个的瞬时平均余辉的估计。
[0021]根据另外的方面，提供了一种红外成像设备，包括：微测辐射热计阵列；以及以上的图像处理设备。
[0022]根据另外的方面，提供了一种包括以上红外成像设备的红外相机。
[0023]根据又另外的方面，提供了一种由图像处理设备从由红外成像设备捕获的图像序列中的图像中去除余辉伪影的方法，该方法包括：基于序列的图像的像素值和先前图像的像素值之间的差，为图像中的至少一些像素生成余辉度量；以及基于至少一些像素中的每一个的余辉估计，从图像的至少一些像素中去除余辉伪影，每个余辉估计是基于余辉度量、以及基于至少一些像素的一个或多个先前余辉估计以及基于余辉的指数衰减的模型生成的。
[0024]根据一个实施例，余辉估计是平均余辉估计。例如，平均余辉估计对应于对至少一些像素中的每一个的瞬时平均余辉的估计。
[0025]根据一个实施例，为图像中的至少一些像素x生成余辉度量包括计算：
[0026][数学式1][0027]ω*
n,x
＝f
n,x
‑
f
n
‑
1,x
[0028]其中f
n
是图像，以及f
n
‑1是先前的图像。
[0029]根据一个实施例，该方法还包括通过应用Kalman滤波来生成至少一些像素中的每一个的余辉估计。
[0030]根据一个实施例，通过应用Kalman滤波生成余辉估计包括：基于至少一些像素中的每一个的先前的经校正的余辉估计和基于余辉的指数衰减的模型，先验地估计图像的至少一些像素中的每一个的余辉；以及对于图像的至少一些像素中的每一个，基于相对应的余辉度量来校正经估计的余辉，以获得后验估计。
[0031]根据一个实施例，该方法还包括在从图像中去除余辉伪影之前，检测图像的序列对应于静态场景。
[0032]根据又另外的方面，提供了一种存储计算机指令的非暂时性存储介质，这些计算机指令当由图像处理设备的处理器执行时，使得上述方法被实施。
[0033]根据又另外的方面，提供了一种图像处理设备，包括：至少一个存储器，该至少一个存储器存储由红外成像设备捕获的图像序列中的图像和该序列中的至少一个前一图像的一个或多个余辉度量；以及一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为通过以下从图像中去除余辉伪像：基于图像的像素值和序列的前一图像的像素值之间的差，生成图像中的至少一些像素的余辉估计；以及根据基于余辉估计以及基于至少一些像素的余辉的一个或多个先本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种由图像处理设备(112)从由红外成像设备捕获的图像序列的图像(f
n
)中去除余辉伪影的方法，所述方法包括：
‑
通过图像修描方法修复图像(f
n
)中的余辉区域(K)以生成经修复的图像；
‑
基于所述经修复的图像为所述图像(f
n
)中的至少一些像素生成余辉度量(ω*
n,x
)；以及
‑
基于对所述至少一些像素中的每一个像素的余辉估计(μ
ω,n,x
)，从所述图像(f
n
)的至少一些像素中去除余辉伪影，每个余辉估计(μ
ω,n,x
)基于所述序列中多个图像的所述余辉度量(ω*
n,x
)而生成。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述余辉估计是对应于所述至少一些像素中的每一个像素的瞬时平均余辉的估计的平均余辉估计(μ
ω,n,x
)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中为所述图像(f
n
)中的至少一些像素生成所述余辉度量(ω*
n,x
)包括从所述图像(f
n
)的至少一些像素的每个像素值中减去所述经修复的图像中相对应的像素的像素值。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括检测所述图像(f
n
)中的余辉区域(K)。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述余辉区域(K)包括少于所述图像的75％的像素。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，还包括通过以下为所述至少一些像素中的每一个像素计算余辉估计(μ
ω,n,x
)：
‑
计算所述序列中的所述图像(f
n
)的和至少一个先前图像的余辉度量(ω*
n,x
)的移动平均值。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述移动平均值基于所述序列中m个图像的滑动窗口，m在20和150之间。8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，还包括通过应用Kalman滤波来为所述至少一些像素中的每一个像素计算余辉估计(μ
ω,n,x
)。9.根据权利要求8所述的方法，其中通过应用Kalman滤波来计算余辉估计(μ
ω,n,x
)包括：
‑
基...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿兰，
申请(专利权)人：灵锐得公司，
类型：发明
国别省市：